[發(fā)明專利]合成氣深度組合凈化工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910085339.5
• 申請日: 2009-05-21
• 公開（公告）號: CN101560414A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王義;張彥州;蔣建明;張寶樹;宋歡芳;李歡;次東輝;于建濤;張梅香
• 申請（專利權(quán)）人: 新奧新能（北京）科技有限公司
• 主分類號: C10K1/34
• 分類號: C10K1/34;C10K1/00
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所
• 代理人: 李維真;王建國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合成氣的凈化領(lǐng)域，特別涉及以煤為原料制取的合成氣的深度凈化問題。

背景技術(shù)

合成氣的凈化研究一般集中在對合成原料或原料氣的凈化以及凈化工藝方面。對于以煤作為原料制取合成氣的甲烷或者甲醇生產(chǎn)廠，其合成氣大多采用低溫甲醇洗工藝，除去其中的酸性氣體。由于甲烷合成、甲醇合成、氨合成以及其它有機(jī)合成等所用催化劑都具有很高的活性和選擇性，它們對諸如硫、氯、砷等有毒物質(zhì)十分敏感，為了確保催化劑的活性和壽命，就必須嚴(yán)格控制合成氣的純度，對原料中的微量雜質(zhì)進(jìn)行深度凈化處理。

經(jīng)過低溫甲醇洗后的合成氣中，硫(硫化氫+有機(jī)硫)含量＜200ppm，其主要以H₂S、COS和微量的CS₂形式存在。對于無機(jī)硫可以采用常用的精脫硫劑凈化脫除，對于合成氣中存在的有機(jī)硫則必須先通過加氫催化劑使其轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫再精脫硫脫除。合成氣中存在的微量的氯來源于煤氣化過程中，其與氧化鋅的作用，會造成精脫硫劑的燒結(jié)，影響脫硫效果。同時(shí)氯會造成變換催化劑與甲烷化催化劑永久性中毒，此外，氯腐蝕管道和設(shè)備，嚴(yán)重影響生產(chǎn)裝置的正常運(yùn)行，因此，對合成氣中的氯也需要先加氫轉(zhuǎn)化為無機(jī)氯后，通過脫氯劑除去。砷和烯烴也均來自于煤氣化過程中，砷是一種致命的催化劑毒物，工業(yè)上使用的許多催化劑對砷都十分敏感，幾百個(gè)ppb級別的砷化物就會使催化劑中毒失活。對于合成氣中的砷化物也需經(jīng)過加氫轉(zhuǎn)化后脫除。烯烴在甲烷化催化劑作用下，會造成催化劑積碳而影響催化劑活性和使用壽命，需加氫轉(zhuǎn)化為烷烴。合成氣中微量的羰基金屬主要來自原料氣中CO與Fe、Ni原子的結(jié)合以及合成氣中的CO對設(shè)備和管道的腐蝕。羰基金屬在甲烷化催化劑表面的分解，產(chǎn)生的鐵、鎳原子會堵塞催化劑孔道，影響催化劑活性，同時(shí)，在催化劑表面的鐵、鎳原子的催化作用下，也會造成催化床層局部溫升過大，副產(chǎn)物增多等不良反應(yīng)。油污主要來自煤焦油和壓縮機(jī)、循環(huán)機(jī)的潤滑油泄露。油污可堵塞催化劑孔道，降低催化劑活性，同時(shí)，其帶來的硫、氯等毒物進(jìn)一步導(dǎo)致催化劑中毒。對于以上兩種物質(zhì)也必須通過保護(hù)劑脫除。

目前對于合成氣中微量物質(zhì)對催化劑的影響認(rèn)識不足，對合成氣的深度凈化組合工藝研究較少。專利CN101224871A提供了一種合成氣中硫、氯、砷、氧和羰基化合物毒物深度凈化方法。該方法對合成氣中的硫進(jìn)行了先水解后精脫除的處理工藝，將合成氣中的總硫脫除至＜10ppb，無機(jī)氯經(jīng)過脫氯劑脫除至＜10ppb，無機(jī)砷和羰基化合物均脫除至＜20ppb，氧脫除至＜1ppm，達(dá)到了深度凈化的目的。但是該方法沒有對合成氣中有機(jī)氯與有機(jī)砷進(jìn)行處理，忽略了烯烴和可能存在的油污對催化劑可能造成的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明適用于合成氣中存在硫、氯、砷等有機(jī)毒物，對其進(jìn)行脫除是必須將其先轉(zhuǎn)化為無機(jī)物后，通過各自對應(yīng)的脫除劑分別脫除。而幾種毒物均可通過加氫轉(zhuǎn)化的方式實(shí)現(xiàn)有機(jī)物到無機(jī)物的轉(zhuǎn)化，同時(shí)加氫轉(zhuǎn)化也是脫除合成氣中微量的烯烴和部分的氧的重要手段。通過多次的研究和篩選，本發(fā)明制備的加氫轉(zhuǎn)化催化劑實(shí)現(xiàn)了多種物質(zhì)的同時(shí)加氫，極大的簡化了凈化流程和提高了凈化深度。同時(shí)，在凈化工藝中添加脫除油污保護(hù)劑，對于延長催化劑壽命和提高催化劑活性也有重要幫助。

本發(fā)明提供一種以煤為原料制取的合成氣的深度凈化方法，其方法是將合成氣分別通過XNJ型加氫催化劑、TAs型脫砷劑、TCl型脫氯劑、JTS型深度精脫硫劑、ET-8型保護(hù)劑和ET-10型吸油劑、XNOL型烯烴飽和催化劑以及TO型脫氧劑。其指標(biāo)將合成氣的H₂S、有機(jī)硫分別脫除至＜5ppb，硫(H₂S+有機(jī)硫)脫除至＜10ppb；烯烴脫除至＜0.1ppm；總砷(AsH₃+有機(jī)砷)脫除至＜10ppb；總氯(HCl+有機(jī)氯)脫除至＜10ppb；羰基金屬化合物脫除至＜20ppb；油污脫除至＜1ppm；氧脫除至＜1ppm，達(dá)到深度凈化要求。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的深度凈化工藝流程如下：

來自低溫甲醇洗的合成氣→催化加氫塔→脫砷塔→脫氯塔→精脫硫塔→保護(hù)塔→烯烴飽和塔→脫氧塔→深度凈化合成氣。